ka波段通信:卫星视角
关键的外卖
ka波段卫星通信带宽是ku波段的2倍，c波段的5倍。
更宽的ka带宽提供了更好的抗干扰性能。
ka波段通信使用小型终端天线，相邻卫星干扰变强，限制了最大功率传输。
目前，卫星在电视、广播、互联网、对地观测、遥感等领域的应用迅速增加。卫星通信在军事应用以及天气和其他大气条件的研究中至关重要。
卫星应用的激增导致了频谱拥塞，这是限制卫星在这些频段进一步部署的主要制约因素。使用频率最高的频段是C和Ku波段。由于较低的卫星频段很拥挤，ka波段通信得到了普及。利用ka波段的卫星应用比传统的C波段和Ku波段有几个优点。
卫星通信是如何工作的?
在卫星通信，地面站之间通过卫星交换数据。发射到太空的人造卫星被用来满足通信需求。卫星通信支持数字和模拟通信，并通过发送和接收信号实现快速通信。重要的是，卫星通信可以将任何形式的通信信号(音频信号、视频信号、数据或语音)传输到地球上的不同区域。
卫星通信中的频率选择
在卫星通信中，放置在太空中的卫星接收来自地球地面站的信号。信号经过放大和必要的信号处理后从卫星重传。卫星发送的信号由一个或多个地面站接收。在卫星通信中，载波频率与原始信号混合。
在卫星通信中，载波频率的选择具有重要意义。低频载波信号在穿透电离层时面临挑战，而高频载波则遇到衰减问题。衰减可由信号振幅降低、无线电波去极化或通信系统中热噪声增加引起。即使由于降雨、对流层闪烁或气体吸收造成的衰减可能存在于ka波段卫星通信中，它仍然比其他频谱波段更受青睐。
卫星系统ka波段通信
这样做有几个优点ka波段卫星通信这使得它比Ku或c波段通信更有优势。
- 较大的带宽利用率(3.5GHz) -ka波段卫星通信带宽增加，是ku波段的两倍，c波段的五倍。
- 更高的数据传输吞吐量由于带宽的扩展，ka波段卫星通信的吞吐量很高，可达100-500M比特/秒。
- 〇带宽成本低ka波段卫星的效率如此之高，最终导致通信的带宽成本降低。
- 更小的天线和地面设备-作为ka波段频率有更小的波长，天线和地面设备也较小的ka波段通信。随着ka波段频率的使用，实现相控阵、多波束和宽带卫星系统的适用性增强。
- 〇系统集成度更高在5 g技术在美国，卫星和5G系统之间的互操作性至关重要。这需要更高的系统集成来承受增加的数据速率。
- 固有的抗干扰性能更宽的ka带宽提供了更好的抗干扰性能。与C或ku波段卫星系统相比，ka波段通信的干扰裕度更好。
ka波段卫星通信面临的挑战
相邻卫星干扰
管理卫星通信的监管机构已经预见到由于部署到ka波段频谱的大量卫星所带来的相邻卫星干扰问题。由于ka波段通信使用小型终端天线，相邻卫星的干扰变得强烈，限制了最大功率传输。
ka波段通信不仅存在相邻卫星干扰问题，而且还存在因降雨导致信号衰减的缺点。
ka波段通信中的降雨衰减
ka波段信号很容易受到雨、云、气体、雪、冰、冰雹和对流层闪烁的影响。ka波段信号单位长度的衰减较高，因为ka波段有电磁波吸收成分。提供额外的裕度以确保ka波段通信系统在天气条件下的可用性是必要的，特别是在下雨的情况下。
减少雨水衰减
降雨衰减阻碍了ka波段通信在热带地区的广泛应用，因此在这种大气条件下采用了多种集成技术来检索信号。中心分集法、自适应编码调制法和自动上行功率控制法是可采用的三种技术。
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